Elektrický náboj je základná fyzikálna vlastnosť hmoty, ktorá určuje jej schopnosť ovplyvňovať sa prostredníctvom elektrostatických a elektromagnetických interakcií. Elektrický náboj má dva polárne stavy: pozitívny (+) a negatívny (-).
Elektrostatickým poľom, teda poľom v okolí elektricky nabitých telies, ktoré sa vzhľadom na vzťažnú sústavu spojenú s pozorovateľom nepohybujú, sa zaoberá elektrostatika. Keď je celková intenzita elektrického poľa vo vodiči nulová, voľné elektróny vo vodiči sa už nepohybujú. Vo fyzike sa stav, v ktorom sa vo vodiči náboj nepohybuje, nazýva elektrostatická rovnováha.
Elektrický náboj okolo seba vytvára pole, ktoré sa šíri priestorom konečnou rýchlosťou (rýchlosťou svetla). Až pole dospeje do miesta, kde sa nachádza iný náboj, začne naň pôsobiť silou.
Pohyb Nábojov a Magnetizmus
Vo vodiči sa voľné častice primárne pohybujú tepelným pohybom, ktorý je nezanedbateľnej rýchlosti. Napríklad, v medenom drôte s prierezom 0.5 mm2, ktorým prechádza prúd 5 A, je driftová rýchlosť elektrónov rádovo milimeter za sekundu. Ak sa ale pozrieme na to z pohľadu častice, tak tá rýchlosť tých pár mm za sekundu je ohromne veľká, ale stále menšia než rýchlosť tepelného pohybu.
Ak sa častica pohybuje vzhľadom na nejakú vzťažnú sústavu, môžu na ňu pôsobiť magnetické účinky, hovoríme, že okolo nej je magnetické pole (MP). Dôležité slovo je, že môžu, pretože tie sa neprejavia, pokiaľ časticu nevložíme do vzťažnej sústavy s nejakým tým magnetickým poľom. Ak ju nevložíme do sústavy s iným MP, je absolútne irelevantné, či má MP alebo nemá tak isto, ako je irelevantné, či má EP alebo nie, keď ju nevložíme do sústavy s iným EP, pretože tieto účinky magnetického poľa sledovať nemôžeme, tak, ako by sme nemohli sledovať gravitáciu na izolovanom pustom asteroide vo vákuu.
Prečítajte si tiež: Naša recenzia Karell CB-50
Ono magnetizmus je v podstate relativistický efekt. Ak vo vodičoch ide prúd súhlasným smerom, vodiče sa priťahujú, ak však opačným, vodiče sa odpudzujú. Môžeme určiť smer magnetického indukčného činiteľa (MIČ) ampérovým pravidlom pravej ruky: "Na vodič s prúdom položíme pravú ruku tak, že vztýčený palec nám naznačuje smer prúdu a zavreté prsty smer MIČ." Tam, kde majú MIČ smer rovnaký sa pole "zosilní", tam, kde opačný, sa "vyruší", v podstate na báze interferencie, dá sa povedať.
Pozrime sa na dva vodiče s prúdom. Oba sú navonok elektricky neutrálne, pretože obsahujú nejaký ten počet pohybujúcich sa elektrónov a nejaký ten počet stacionárnych protónov. Teraz nastupuje ale relativita. Pozrime sa na vodič z elektrónového pohľadu. Druhý vodič z tohto pohľadu obsahuje nejaké tie stacionárne elektróny a pohybujúce sa protóny. Ak zvážime relativistický efekt kontrakcie dĺžky/lorentzove transformácie/, druhý vodič zrazu obsahuje protóny oveľa hustejšie naskladané.
Častica vo Vákuu
Problém s časticou vo vákuu je ten, že vákuum nie je vzťažná sústava. Ak chceš vidieť efekt MP na častici, musíš ju umiestniť do MP, ktoré vyvoláva buď vodič s prúdom alebo permanentný magnet. Permanentné magnety zas obsahujú stále cirkulárne prúdy, ktoré magnetizmus spôsobujú (ono to dáva celkom zmysel, keď si predstavíme, že častice v danom magnete - obsahujú vodivé kovy (napr. ferit - Fe2O3) - sú voľné a majú nejaký ten prirodzený tepelný pohyb). Čiže v podstate si nepomôžeš, stále tam musíš mať ten pohyb vzhľadom k nejakému inému (pohybujúcemu sa, samozrejme, podľa definície) zoskupeniu nábojov.
Elektrické pole okolo častice s nábojom je stále, nezáleží na tom, či sa pohybuje alebo nie. To, ako a kedy častica s nábojom vo vákuu vyšle kvantum energie, už je kvantovka a nesúvisí to s EP ani MP. Častica vo vákuu sa nemôže pohybovať zrýchlene alebo spomalene bez toho, aby ju zrýchľovala/spomaľovala vonkajšia sila, a teda prítomnosť poľa. A ak sa teda nepohybuje zrýchlene ani spomalene, nemáme pole, nemáme interakciu, nemáme dôvod uvažovať o tom, či častica nejaké pole "vydáva".
Klasicky ale častice v pohybe vo vákuu nie je vidno, pretože ak sa pohybujú v úplnom vákuu bez prítomnosti vonkajších síl a bez interakcií, nemajú dôvod prečo vydávať nejaké žiarenie. Ak chceme, aby častice nejaké to kvantum vyslali, musíme mať interakciu. Potom môžeme uvažovať o interakciách pomocou štyroch základných síl/interakcií, potom môžeme uvažovať o tom, v akej forme častica energiu vydá, prípadne o kvantových stavoch častice.
Prečítajte si tiež: Sprievodca výberom elektrických zásobníkov
Ďalšia chyba v rozmýšľaní: prítomnosť stacionárneho MP a EP nie je vyžarovanie energie. To pole tam proste je stále, ak tam teda nejaké je. Ak by "emitovaním" EP častica emitovala aj energiu, musela by sa za určitý čas "vybiť", ale tak to nefunguje. Permanentné magnety sú magnetmi stále, od počiatku až po koniec vekov.
Prečítajte si tiež: Recenzie elektronických terčov
tags: #elektricky #naboj #ktory #sa #nepohybuje